辅助生殖技术对子代表观遗传影响的Meta 分析

张晓芬

（北京市顺义区妇幼保健院，北京 101300）

0 引言

近年来的研究发现，在不改变DNA 序列的情况下，改变基因组的修饰，不仅可以影响个体的发育而且还可以遗传至其后代，这种遗传现象被称为表观遗传，并被认为是导致相同基因组表现出不同特征的主要原因[1]。辅助生殖技术（ART）通过对配子、合子、胚胎的人工操作实现受孕的目的，其包含体外受精-胚胎移植（IVF-ET）、卵胞浆内单精子注射（ICSI）、宫腔内人工授精（IUI）、卵子体外成熟（IVM）等，涉及诱导排卵、配子操作等非自然受孕过程。这些操作从不同方面干扰子代表观遗传，进而引发各类印记基因失调疾病[2]。基因组印记是表观遗传修饰的一种，指的是来自父母的一对等位基因在功能上存在着差异。基因组印记是正常发育不可缺少的一种调控机制，与基因甲基化表达密切相关，其异常表达会引起多种印记基因失调相关疾病。研究显示ART 对精子和卵子的操作会引起印记基因甲基化表达的异常，增加相关疾病的发病率[3]。因而，本文对与ART 相关的印记基因失调疾病进行Meta 分析，为ART 对子代表观遗传影响提供一定的依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本文做了大量的文献查阅工作，主要收集2000 至2018 的文章资料。中文文献来源主要包括维普中文科技期刊全文数据库、中国学术期刊网络出版总库、中国博硕学位论文全文数据库、中国专利数据库等，查询的关键字是（辅助生殖或者人工授精或者胚胎移植）并且（表观遗传或者基因印记或者遗传变异或者 甲基化）。国外的文献资料主要来源于PubMed，EBSCO 全文数据库，IEEE 数据库、SPRINGER 期刊数据库，Frontiers 期刊数据库，ACM 数据库、Cochrane Library 等，查询的关键字为“（assisted reproductive technology OR artificial inseminat ion OR embryo transplantation）AND（epigenetics OR imprinted genetic OR genetic variation OR DNA methylation”。根据查找到的相关文献以及综述文章，从其中的参考文献中找到相关性较强的文献。

1.2 统计分析

对纳入研究的文献采用软件RevMan 5.0 进行分析。首先对文献进行异质性检验。如果纳入的研究具有统计学同质性（P ＞0.1，I2＜50%），则采用固定效应模型进行Meta 分析。如果存在统计学异质性（P ＜0.1，I2＞50%），采用随机效应模型进行meta 分析，分析异质性来源并可能的异质性因素进行亚组分析。计量资料选取加权均数差（WMD）及其95%置信区间（CI）表示，计数资料选取两个率优势比（OR）及其95%置信区间（CI）表示。

2 结果

2.1 检索结果

通过关键字检索共查找到154 篇相关文献，其中英文文献85 篇，中文文献69 篇。经过初步的摘要阅读分析，排除其中研究内容不相关、文章质量差、无具体实质性相关内容等文献90 篇。再经过仔细的全文阅读，排除数据信息不完整等文章49 篇，最终纳入本文分析的文献共15 篇[4-5]，均为英文文献。

2.2 纳入文献基本情况

纳入研究的15 篇文献（表1）时间跨度从2000 年到2018 年，涉及美国、法国、日本等多个国家，总共有辅助生殖子代880587 例，自然妊娠19013585 例，数据来源广泛，说服力强。文献[4-9]是关于辅助生殖与Beckwith-Wiedemann 综合征关系。文献[10-14]介绍辅助生殖与Prader-willi 综合征、Angelman 综合征的关系。文献[15-18]介绍了辅助生殖与Silver-Russell 综合征的关系。

表1 纳入研究文献基本描述

2.3 分析结果

2.3.1 ART与Beckwith-Wiedemann综合征

6 篇纳入研究的文献是关于ART 与BWS 疾病的关系研究，经过异质性检验得到P=1，I2=0%，因此这6 篇研究同质性较好，采用固定效应模型进行Meta 分析，OR 值的合并效应量为1.32，95%CI（6.48-12.03），合并效应量的检验（Z=13.8，P ＜0.00001），差异具有统计学意义，结果显示辅助生殖技术子代中BWS 的发病率高于正常受孕的子代，Meta 分析森林图见图1。

图1 辅助生殖技术与BWS的关系

2.3.2 ART与Angelman综合征和Prader-Willi综合征的关系

纳入研究的5 篇文献是关于ART 与AS 疾病的关系，经过异质性检验得到P=0.17，I2=38%，因此这5篇研究同质性较好，采用固定效应模型进行Meta 分析，OR 值的合并效应量为2.6，95%CI（1.92-3.51），合并效应量的检验（Z=6.19，P ＜0.00001），差异具有统计学意义，结果显示辅助生殖技术子代中AS 的发病率高于正常受孕的子代[6]，Meta 分析森林图见图2。

图2 辅助生殖技术与AS的关系

3 讨论

本文对辅助生殖技术对子代表观遗传的影响进行Meta 分析，通过广泛的查阅国内外相关文献，对辅助生殖技术与印记基因失调相关关系进行了统计分析，结果显示辅助生殖技术对子代印记基因相关疾病的发病率高于自然妊娠子代。辅助生殖过程中大量的控制性超促排卵、胚胎培养、体外受精等体外操作与印迹基因失调疾病的相关性近年来引起广泛的研究。卵子体外成熟（IVM）及冷冻技术为卵巢功能损伤的女性患者在保存生育力方面发挥了重要作用。在辅助生殖中，IVM 有时候为了避免卵巢过度刺激而替代促排卵以获得成熟卵子的手段。之前的研究表明人的卵子经过IVM 处理后在H19 等印记基因出现异常甲基化，但是IVM 是否会议卵子基因印记的擦除、获得以及重建造成干扰还不是很明确。体外受精（IVF）技术的涉及在母体环境外受精以及对受精卵的大量体外操作，都可能对印记基因异常造成影响。卵胞浆内单精子注射（ICSI）技术绕开了人类天然的优胜劣汰机制，使得质量较差的精子能够与卵子结合形成受精卵，增大了表观遗传异常发生的概率。有研究表明，相比体内受精相比，IVF 的胎盘和脐带血有700 多个基因的平均甲基化程度发生明显改变并且相应基因表达也有差异[8]。经过IVF 与ICSI，表观遗传学发生异常改变，体现在基因组总甲基化程度与染色质结构改变是相似的[9]。此外，未成熟精子卵浆内注射胚胎也存在着许多表观遗传修饰异常，可能导致胚胎发育异常。目前，胚胎的体外培养与移植也应用广泛，临床上的胚胎体外培养就涉及对胚胎的人工操作，这对后代印记基因甲基化的异常势必会有影响。同时，也有研究表明，即使只进行胚胎的移植、收集而不进行胚胎培养也会引起甲基化程度的改变和印记基因的异常表达。辅助生殖导致的印迹基因的异常表达与子代表观遗传疾病发病率有着相关性。相关研究显示，体外受精导致子代脐带血中CPG 位点高甲基化表达而胎盘中的CP6 位点甲基化程度偏低。

从本文的Meta 分析来看，辅助生殖技术可引起印记基因表达异常，导致相关基因位点甲基化异常，进而与基因印记改变引起的子代遗传疾病相关。然而，辅助生殖技术在临床上和实验室操作中涉及大量的因素，这个过程是一个非常复杂的过程，其与印记基因失调相关疾病的机制还需要进一步做深入的研究。